土力学课程设计.doc

基础结构设计课程设计-茂名职业技术学院目 录柱下钢筋混凝土独立基础21设计资料21.1上部结构资料21.2工程地质资料21.3基础选用材料22基本条件确定33确定基础埋深33.1设计冻深33.2选择基础埋深34确定基础类型及材料35确定基础底面尺寸45.1 确定柱基底尺寸45.2持力层承载力验算46软弱下卧层验算（选）47基础高度验算57.1计算基底反力57.2基础高度（选用阶梯形基础）57.3变阶处抗冲切验算68配筋计算68.1基础短边方向68.2基础长边方向7柱下钢筋混凝土独立基础1设计资料1.1上部结构资料上部结构为四层框架，层高，框架、主梁、次梁、柱为现浇，上部结构传至基础顶面的荷载标准组合Fk=1580KN,Mk=270KN.m。荷载的基本组合F=3210KN,M=207KN.m。 1.2工程地质资料该建筑位于非地震区,不考虑地震影响。建筑场地地质情况复杂，地质由杂填土、亚粘土、淤泥质亚粘土及细粉砂组成（表1.1）。各层地基土的物理力学指标见下表，工程地质图见附图。粘土及粉、细砂组成（表1.1）。各层地基土的物理力学指标见下表。图1.1 柱网平面图表1.1 土的物理力学性质表土层编号土层名称厚度（m）重度孔隙比粘聚力内摩擦角含水率液性指数承载力特征值压缩模量人工填土1.518亚粘土6.519.50.95281635.30.651805100淤泥质亚粘土13.1181.10241136.01.01051200粉、细砂19.119301609500注:地下水位于粉、细砂层底1.3基础选用材料混凝土：采用。（）；钢筋：钢筋采用，（）；基础混凝土选用，垫层采用素混凝土，厚。2基本条件确定人工填土不能作为持力层，选用亚粘土作为持力层。3确定基础埋深3.1设计冻深=3.2选择基础埋深根据设计任务书中给出的数据，人工填土，因持力层应选在亚粘土层处，故基础埋深取。图1.2 柱下钢筋混凝土独立基础地质剖面图4确定基础类型及材料基础类型为：柱下独立基础基础材料：混凝土采用，钢筋采用。5确定基础底面尺寸根据亚粘土孔隙比，查表得b=0, d=1.0。已知基础埋深的d=2m. 根据上述已知条件，确定地基承载特征fa . =180+0+1.0*(18*1.5+19.5*0.5)/(1.5+0.5)*(2-0.5) =207.563KPa 5.1 确定基础底尺寸 确定基础面积A。rG=20KN/m3 d=2m AFk/(fa-rG*d)=1580/(207.563-20*2)=9.430根据偏心距大小把基础底面积扩大20，A0=9.430*1.2=11.316凑面积求长宽L与b 设：L=2b L*b=A0 则根据计算出的基础底面面积可取得基础底面尺寸长L=5.029m 宽b=2.515m. 5.2持力层承载力验算 GK=rG*A0*d=20*11.316*2=452.64KN e0=Mk/(Fk+Gk)=200/(1580+452.64)=0.098 Pkmax(Pkmin)=(FK+GK)/A0*(16e0/L) 1.2fa =(1580+452.64)/11.316*（16*0.098/5.029） Pkmax =183.126 KPa 1.2fa=1.2*207.563=249.076KPa Pkmin =158.623KPa 1.2fa=1.2*207.563=249.076KPa Pk=(PKmax+PKmin)/2fa =(183.126+158.623)/2=170.875 KPa249.076KPa 故持力层验算满足要求6软弱下卧层验算（选）在做软弱下卧层验算时，如图所示。定第三层土淤泥质亚粘土层为软弱下卧层，在计算时。淤泥质亚粘土层查表得。7基础高度验算7.1计算基底反力 Pj=F/bL=3210/(2.515*5.029)=253.796 KPa e=M/F=207/3210=0.064计算基底最大净反力： Pjmax=F*(1+6e/L)/bL=3210*(1+6*0.064/5.029)/(2.515*5.029)=257。026KPa7.2基础高度（选用阶梯形基础）柱边基础截面抗冲切验算，初步选择基础高度，（有垫层），。FL0.7hp*am*ft*h0, bc+2h0b1, FL=PjmaxAl, am=1/2(at+ab)bc+2h0=0.4+2*0.950=2.3mb=2.5mAl=(L/2-ac/2-h0)b-(b/2-bc/2-h0) =(5.029/2-0.5/2-0.950)2.515-(2.515/2-0.4/2-0.950) =3.294FL=Pjmax*Al=257.026*3.294=846.644 KNab=bc+2h0=0.4+2*0.950=2.3m am=1/2(at+ab)=1/2(0.4+2.3)=1.35mFL=846.644b=2.515m Al=(L/2-ac/2-h01)b=(5.029/2-1.7/2-0.550)*2.515=2.803 FL=Pjmax*Al=257.026*2.803=720.444 KN 变阶处的右边：FL0.7hp*am*fc*h0, am=1/2(at+ab), at=bl=1.7mab=b1+2h01=1.7+5*0.550=2.8mam=1/2(at+ab)=1/2(1.7+2.8)=2.25mFL=720.4440.7hp*am*fch0=0.7*1.0*2.25*1100*0.550=952.9 KN 所以符合要求。8配筋计算 选用钢筋，8.1基础短边方向-截面（柱边）M=1/48(Pjmax+Pj)(2b+bc)+(Pjmax-Pj)b(L-ac) =1/48(257.026+253.796)(2*2.515+0.4)+(257.026-253.796)*2.515*(5.029-0.5)=1120.740(KN M) -截面（第一变阶处）M=1/48(Pjmax+Pj)(2b+bc)+(Pjmax-Pj)b(L-ac) =1/48(248.411+222.645)(2*2.515+1.7)+(248.411-222.645)*2.515*(5.029-2.5) =431.065(KN M) 截面配筋 As=M/(0.9fth0)=1120.740*106/(0.9*210*950)=6237.817 mm As=M/(0.9fth0)=431.065*106/(0.9*210*550)=4146.849mm8.2基础长边方向-截面M=1/24Pj(b-bc)(2L+ac) =1/24*222.645*(2.515-0.4)*(2*5.029+0.5)=438.131 (KN M) -截面（第一变阶处） M=1/24Pj(b-bc)(2L+ac) =1/24*222.64